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深海载人潜水器直流无刷电机驱动控制研究 被引量:1
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作者 张伟 杨申申 +2 位作者 何巍巍 李德军 郑鹏 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第1期126-131,共6页
为提高深海载人潜水器电机工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声,对直流无刷电机的高效低噪驱动控制技术进行研究。采用具有智能相位控制功能的三相全波正弦波控制芯片TB6605结合智能功率模块(IPM)设计直流无刷电机驱动器。采用... 为提高深海载人潜水器电机工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声,对直流无刷电机的高效低噪驱动控制技术进行研究。采用具有智能相位控制功能的三相全波正弦波控制芯片TB6605结合智能功率模块(IPM)设计直流无刷电机驱动器。采用单片机对系统的电压、电流、温度、转速、位置信息进行检测,为控制系统提供必要的信息反馈,对应用直流无刷电机的系统状态起到实时信息监测的功能。实验结果表明,研制的直流无刷电机驱动器在电机全转速范围内具有较高的工作效率,额定工况点效率高达90%以上,且在全转速范围内,提高了电机运转的平稳度,降低了系统噪声。研究成果对提高深海载人潜水器电机的工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声具有很好的支撑作用。 展开更多
关键词 载人潜水器 直流无刷电机 超前角 智能相位控制 智能功率模块
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国外援潜救生装备体系现状分析及对我国发展启示
2
作者 王瑶 胡中惠 +2 位作者 高成君 曹俊 姜磊 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第11期1-7,共7页
援潜救生装备体系能力建设对于提高国家海上军事能力、完成多样化军事任务,尤其对于保障潜艇部队战斗力和生命力具有重大意义。从整个援潜救生装备体系角度出发,对当代援潜救生装备体系构成进行明确,并介绍了各装备间协同作业方式;针对... 援潜救生装备体系能力建设对于提高国家海上军事能力、完成多样化军事任务,尤其对于保障潜艇部队战斗力和生命力具有重大意义。从整个援潜救生装备体系角度出发,对当代援潜救生装备体系构成进行明确,并介绍了各装备间协同作业方式;针对隶属于援潜救生装备体系中的相关装备,通过梳理近年来的国外主要研制机构动态、国外现役装备的最新技术状态来开展研究分析,并在此基础上阐述对我国援潜救生领域发展的相关启示。本文内容可供行业内研发人员和有关机构决策参考。 展开更多
关键词 援潜救生 装备体系 潜艇
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深海载人潜水器的水下稳性分析研究
3
作者 胡中惠 刘帅 +2 位作者 曲文新 叶聪 胡震 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期716-724,共9页
水下稳性是深海载人潜水器重要的总体性能之一,通过稳心高(GB)衡量潜水器的稳性,其指标大小与潜水器的操纵和安全息息相关。潜水器在运动过程中,海洋参数随深度变化以及潜水器自身压载变化引起潜水器稳心高发生变化。本文以稳心高基本... 水下稳性是深海载人潜水器重要的总体性能之一,通过稳心高(GB)衡量潜水器的稳性,其指标大小与潜水器的操纵和安全息息相关。潜水器在运动过程中,海洋参数随深度变化以及潜水器自身压载变化引起潜水器稳心高发生变化。本文以稳心高基本公式为基础,结合潜水器耐压结构、浮力材料和液压油的浮力损失计算方法,建立深海载人潜水器水下稳心高数学模型,提出一种深海载人潜水器水下稳性分析方法。以“深海勇士”号载人潜水器为研究对象,对深海载人潜水器的水下稳性进行计算分析,得出深海载人潜水器水下稳心高的变化规律,可为深海载人潜水器的设计提供参考。 展开更多
关键词 载人潜水器 水下稳性 稳心高
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深海载人原位研究装备发展概述 被引量:4
4
作者 渠继东 周念福 +1 位作者 张亦驰 刘乐 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第15期148-153,共6页
本文对深海载人原位研究装备的应用需求、技术现状和发展方向进行综述。介绍深海载人原位实验研究装备的应用需求,对国内外典型深海载人原位研究装备的特点和技术指标进行梳理和总结,同时探讨了未来深海载人原位研究装备的发展方向。
关键词 载人原位研究 水下实验室 载人潜水器 深海移动工作站
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基于人因的深海载人潜水器航控界面的优化设计 被引量:8
5
作者 张亦驰 孙功武 +2 位作者 马向能 邢福 渠继东 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第1期154-158,共5页
深海载人潜水器的航控界面存在信息复杂、操作复杂的特征,需通过优化航控软件界面的设计流程,提升软件界面的设计质量,提高驾驶环境下人机交互的可靠性,改善潜航员的驾控体验。以某型深海载人潜水器的实际任务场景为例建立典型航行工况... 深海载人潜水器的航控界面存在信息复杂、操作复杂的特征,需通过优化航控软件界面的设计流程,提升软件界面的设计质量,提高驾驶环境下人机交互的可靠性,改善潜航员的驾控体验。以某型深海载人潜水器的实际任务场景为例建立典型航行工况,阐述其航行驾控的人因需求与功能需求,对软件界面的输入端与输出端展开重要性分析,提出以功能构架、交互逻辑、视觉设计、应用开发、评估迭代为指导的系统设计方法。形成了深海载人潜水器航控软件界面方案的人因评价指标,为深海载人潜水器航控软件界面方案的设计提供优选方法,为方案后续全工况覆盖的交互界面设计提供支撑。 展开更多
关键词 深海载人潜水器 航行操控 人机交互界面 人因 启发式评估
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深海载人潜水器的运动仿真与试验验证 被引量:1
6
作者 李德军 赵桥生 +4 位作者 何春荣 杨申申 彭超 王磊 张伟 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第11期62-65,共4页
深海载人潜水器是海洋开发的前沿与制高点之一,其外形较大且复杂,因而动力学模型高度非线性耦合。以"蛟龙"号载人潜水器为研究对象,建立运动学和动力学模型,首次采用"蛟龙"号在太平洋试验数据对其模型进行仿真计算... 深海载人潜水器是海洋开发的前沿与制高点之一,其外形较大且复杂,因而动力学模型高度非线性耦合。以"蛟龙"号载人潜水器为研究对象,建立运动学和动力学模型,首次采用"蛟龙"号在太平洋试验数据对其模型进行仿真计算验证。通过模型仿真结果与实际的下潜数据进行反馈对比,验证其六自由度模型。研究结果可为复杂外形深海潜器的运动仿真、控制调试和航行监测提供参考,具有一定的工程价值。 展开更多
关键词 载人潜水器 运动模型 计算机仿真 试验验证
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深海载人潜水器造型设计及其优选方法 被引量:1
7
作者 张亦驰 冯康佳 +1 位作者 胡芳琳 胡政敏 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第6期113-119,共7页
受传统潜水器设计方法影响,设计人员对于深海载人潜水器造型设计的关注意识较为薄弱。在保障功能、性能的前提下,合理运用现代工业设计方法,可兼顾设备性能的发挥与产品美感的表达。基于某型号深海载人潜水器的功能需求及特点分析,结合... 受传统潜水器设计方法影响,设计人员对于深海载人潜水器造型设计的关注意识较为薄弱。在保障功能、性能的前提下,合理运用现代工业设计方法,可兼顾设备性能的发挥与产品美感的表达。基于某型号深海载人潜水器的功能需求及特点分析,结合考虑水动力等性能指数,建立并梳理出多个造型设计方向。通过运用多属性决策综合评估的加权和法,对多个设计方案进行性能分析、权重分配、造型迭代及完善,从而评价并优选出最佳方案,以形成深海载人潜水器总体造型的理论外形,为深海载人潜水器造型设计方案的确定提供了优选方法,为方案设计后续阶段的相关工作提供参考。 展开更多
关键词 工业设计 深海载人潜水器 多属性决策分析 权重分配
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深海载人平台空调系统的研究与设计 被引量:1
8
作者 王博 郭昂 +1 位作者 周鑫涛 徐蒙 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第5期159-163,共5页
为保证深海载人平台实现长时间连续水下作业、提高人员的舒适性以及舱内设备的可靠性,对深海载人平台的空调系统开展研究与设计。从外界环境条件、舱内热源以及舱室围护结构三方面分析了深海载人平台空调舱室热环境的特点,据此提出空调... 为保证深海载人平台实现长时间连续水下作业、提高人员的舒适性以及舱内设备的可靠性,对深海载人平台的空调系统开展研究与设计。从外界环境条件、舱内热源以及舱室围护结构三方面分析了深海载人平台空调舱室热环境的特点,据此提出空调系统功能、主要指标以及适装性的设计要求,并对适合深海载人平台空调系统采用的制冷、除湿和制热方式进行了对比与选择。在此基础上设计一种共形式热电空调装置,并总结了深海载人平台空调系统的功能流程。 展开更多
关键词 深海载人平台 空调系统 热环境 设计要求
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基于iSIGHT的深海载人平台总装台架重量优化 被引量:1
9
作者 刘一夫 渠继东 邢福 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第11期41-45,共5页
基于iSIGHT优化设计平台,结合有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对某深海载人平台总装台架进行重量优化。优化过程采用自适应模拟退火算法(ASA),在满足结构屈服强度的前提下,给出重量最小的优化方案。结果表明,优化方案满足结构屈服强... 基于iSIGHT优化设计平台,结合有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对某深海载人平台总装台架进行重量优化。优化过程采用自适应模拟退火算法(ASA),在满足结构屈服强度的前提下,给出重量最小的优化方案。结果表明,优化方案满足结构屈服强度要求,且重量较原有方案明显减少。该方法可以推广到其他结构位置的优化设计中,对深海载人平台的进一步设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 重量优化 深海载人平台 屈服强度 自适应模拟退火算法
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深海载人潜水器滚动膜片式压力补偿器研究 被引量:7
10
作者 刘浩 胡震 +3 位作者 马岭 汤国伟 胡晓涵 韩俊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1313-1317,1352,共6页
使用液压驱动的深海载人潜水器,压力补偿器可消除海水压力对液压系统影响,补偿器内径作为其关键结构参数,其设计长期以来一直依靠经验,为解决此问题,通过数学建模,得到补偿压力波动峰值和补偿膜片内外压差峰值,得出补偿器内径是影响这... 使用液压驱动的深海载人潜水器,压力补偿器可消除海水压力对液压系统影响,补偿器内径作为其关键结构参数,其设计长期以来一直依靠经验,为解决此问题,通过数学建模,得到补偿压力波动峰值和补偿膜片内外压差峰值,得出补偿器内径是影响这两者的主要结构参数,其值越大,膜片内外压差峰值越小;结合滚动膜片强度理论,依据滚动膜片内外压差峰值须小于滚动膜片安全工作压力这一准则,得到补偿器内径的边界约束和取值方法,基于补偿器内径这一关键参数,压力补偿器可以实现精确以及可靠性设计,此设计方法在一些深海设备上获得应用,实际应用证明了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 海洋工程 深海载人潜水器 流体传动与控制 滚动膜片式压力补偿器 可靠性设计
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内波的相似律及其实验室量化模拟关系
11
作者 姚志崇 马向能 +1 位作者 赵峰 刘乐 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期1-8,共8页
弄清内波的相似律和实验室量化模拟关系,是内波缩比模拟试验研究实用化、解决实际海洋中内波相关科学问题和工程问题的前提。本研究从流动的力学相似条件出发,梳理了内波的相似原理,采用内波预报模型分析了分层结构和分层密度差对内波... 弄清内波的相似律和实验室量化模拟关系,是内波缩比模拟试验研究实用化、解决实际海洋中内波相关科学问题和工程问题的前提。本研究从流动的力学相似条件出发,梳理了内波的相似原理,采用内波预报模型分析了分层结构和分层密度差对内波特征的影响,阐明了分层结构相似是内波相似的必要条件,还分析了内波和表面波相似律的制约关系。实验室中分层密度差一般远大于实际海洋跃层的密度差,内波和表面波相似律不能同时满足,缩比实验模拟结果须根据内波和表面波的特征分别按各自的相似准则换算。 展开更多
关键词 分层流 内波 相似律 试验研究
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深海载人平台框架式稳定翼/舵结构设计 被引量:2
12
作者 杜一凡 俞白兮 +1 位作者 赵青 郝恒 《船海工程》 北大核心 2020年第1期36-39,44,共5页
针对深海载人平台稳定翼/舵结构载荷工况,普通船舶差异大,缺少设计资料的情况,分析深海载人平台稳定翼/舵结构的材料选择,设计多种材料、结构型式的框架式稳定翼/舵结构方案,通过有限元强度计算分析各结构方案在波浪砰击载荷下的受力,... 针对深海载人平台稳定翼/舵结构载荷工况,普通船舶差异大,缺少设计资料的情况,分析深海载人平台稳定翼/舵结构的材料选择,设计多种材料、结构型式的框架式稳定翼/舵结构方案,通过有限元强度计算分析各结构方案在波浪砰击载荷下的受力,从力学性能、重量、工艺等方面评估各方案的优缺点与适用情况。 展开更多
关键词 深海载人平台 稳定翼/舵 材料选择 框架式 结构设计
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深海载人平台总体任务可靠性分配方法
13
作者 郝恒 曹海斌 张康 《船海工程》 北大核心 2023年第5期90-94,共5页
考虑到深海载人平台任务类型多样,不同作业任务之间差异较大,传统的以单一任务进行任务可靠性分配不适用于深海载人平台,根据任务频次占比提出平均任务可靠度的概念,考虑执行不同任务时涉及的系统、系统工作时间和所携带作业装备的差异... 考虑到深海载人平台任务类型多样,不同作业任务之间差异较大,传统的以单一任务进行任务可靠性分配不适用于深海载人平台,根据任务频次占比提出平均任务可靠度的概念,考虑执行不同任务时涉及的系统、系统工作时间和所携带作业装备的差异,提出两种深海载人平台总体任务可靠性分配方法,算例分析两种方法的优劣与适用范围,两种方法都能兼顾多项作业任务,并根据任务难度和作业装备自身的可靠度水平,对各项作业分系统分配不同的任务可靠度指标。 展开更多
关键词 深海载人平台 任务可靠性分配 多样任务 平均任务可靠度
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基于几何相似性的载人潜水器无动力潜浮运动预报
14
作者 胡中惠 曲文新 +1 位作者 刘帅 叶聪 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第11期6-9,共4页
无动力下潜和上浮可以大大节省潜水器的能源,提高潜水器在水下的作业时间,是潜水器水下作业能力的重要基础之一。本文以载人潜水器受力分析为基础,基于几何相似性理论,获取载人潜水器潜浮速度与潜水器水中重力之间的关系,建立载人潜水... 无动力下潜和上浮可以大大节省潜水器的能源,提高潜水器在水下的作业时间,是潜水器水下作业能力的重要基础之一。本文以载人潜水器受力分析为基础,基于几何相似性理论,获取载人潜水器潜浮速度与潜水器水中重力之间的关系,建立载人潜水器无动力潜浮运动预报模型。以“蛟龙”号载人潜水器为例,采用所建立的潜浮运动预报模型对7000 m无动力潜浮运动进行预报,通过对比分析可知,本文所建立预报模型的预报精度优于基于标准运动模型的预报精度,验证了本文所建立模型的可行性和有效性,为在实际应用中对无动力潜浮运动的准确预报提供了可靠的技术手段。 展开更多
关键词 载人潜水器 几何相似性 潜浮运动 无动力
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蛟龙号载人潜水器在大洋勘探中的发展回顾与展望 被引量:10
15
作者 徐芑南 叶聪 +1 位作者 王帅 侯德永 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2738-2745,共8页
本文详细回顾了蛟龙号载人潜水器应用而生的立项背景,介绍了由业主中国大洋协会负责项目组织实施的新模式。总结了蛟龙号的技术优势以及近年来在大洋勘探中的应用情况,阐述了蛟龙号对认识和开发利用深海资源做出的积极贡献,指出了蛟龙... 本文详细回顾了蛟龙号载人潜水器应用而生的立项背景,介绍了由业主中国大洋协会负责项目组织实施的新模式。总结了蛟龙号的技术优势以及近年来在大洋勘探中的应用情况,阐述了蛟龙号对认识和开发利用深海资源做出的积极贡献,指出了蛟龙号在推动深海技术进步和新兴产业发展过程中起到的重要作用,以及中国载人深潜精神作为项目团队前进动力发挥的指导作用。最后,对蛟龙号载人潜水器在我国下一步国际海底和深海大洋资源开发中的工作进行了展望。 展开更多
关键词 载人潜水器 中国大洋协会 国际海底 勘探 组织实施模式 深海技术
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大深度潜器载人球壳开孔强度的理论计算及试验验证 被引量:4
16
作者 李文跃 欧阳吕伟 +3 位作者 李艳青 沈允生 刘涛 陈鹏 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期1289-1298,共10页
文章根据外压球壳开孔区域的轴对称性和等面积补强所体现的主要强度特征对大深度载人厚球壳锥台形开口加强形式进行几何变换,同时求解系数十分复杂的三阶非齐次方程,完善和扩展球壳开口围壁、厚板嵌入组合加强的理论计算方法。通过两个4... 文章根据外压球壳开孔区域的轴对称性和等面积补强所体现的主要强度特征对大深度载人厚球壳锥台形开口加强形式进行几何变换,同时求解系数十分复杂的三阶非齐次方程,完善和扩展球壳开口围壁、厚板嵌入组合加强的理论计算方法。通过两个4 500 m潜器球壳几种开口加强形式的应力集中系数理论计算、有限元计算和试验验证,证明了该方法的可靠性和适用性,可为制订大深度潜器载人球壳强度规范提供依据。 展开更多
关键词 大深度潜器 载人球壳 开口强度 试验验证
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人机工效在载人潜水器布局设计中的应用 被引量:8
17
作者 叶聪 徐伟哲 刘帅 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期233-240,共8页
载人潜水器是一个复杂的人-机-环系统,人机工效设计是载人潜水器布局设计中不可或缺的一个环节,其优劣将直接影响到潜水器运维效率。简述了人机工效学在潜水器的设备布局设计和载人舱内布局设计中的应用。从设备布局设计原则出发,综合... 载人潜水器是一个复杂的人-机-环系统,人机工效设计是载人潜水器布局设计中不可或缺的一个环节,其优劣将直接影响到潜水器运维效率。简述了人机工效学在潜水器的设备布局设计和载人舱内布局设计中的应用。从设备布局设计原则出发,综合考虑载人潜水器稳性、维护性、作业需求、电磁兼容等因素进行设备布局分区,并兼顾可达性及舱外光环境设计。从载人舱开孔参数、舱内设备布局、舱口出入梯及舱内光环境设计等方面,阐述了以人机工效学为导向的舱内布局设计流程。 展开更多
关键词 载人潜水器 人机工效 布局设计
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高强度钛合金深潜器载人舱在三种不同类型载荷下的裂纹扩展预报(英文) 被引量:5
18
作者 王芳 王莹莹 崔维成 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期699-709,共11页
随着安全性要求的提高,深潜器耐压舱的疲劳寿命评估变得越来越重要。对于耐压舱,在其服役期间经历的载荷历程包括扰动疲劳载荷和相对稳定的蠕变载荷,目前尚未有公认合适的模型来描述这一载荷谱历程。传统疲劳寿命预报方法通常忽略蠕变... 随着安全性要求的提高,深潜器耐压舱的疲劳寿命评估变得越来越重要。对于耐压舱,在其服役期间经历的载荷历程包括扰动疲劳载荷和相对稳定的蠕变载荷,目前尚未有公认合适的模型来描述这一载荷谱历程。传统疲劳寿命预报方法通常忽略蠕变效应导致疲劳寿命预测较大的不确定性。为了更清楚地理解这一机理,该文对深潜器耐压舱用β-退火钛合金TC4 ELI的裂纹扩展率进行了理论分析,分别引入了三种类型载荷作用下的裂纹扩展率模型。并开展了在包含过载和保载载荷的一系列循环三角载荷下的疲劳裂纹扩展试验,对理论模型进行了验证,为合理评估深海载人潜水器的疲劳寿命提供了基础。 展开更多
关键词 深潜器耐压舱 疲劳裂纹扩展 蠕变 保载时间
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钛合金载人舱球壳试验压力和应力衡准取值研究 被引量:3
19
作者 沈允生 李文跃 姜旭胤 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期10-15,共6页
各国潜水器规范对潜水器载人舱球壳试验压力的规定各有不同,以球壳的中面膜应力作为计算对象,推算各规范和标准关于膜应力在试验压力下的应力衡准。结合“蛟龙号”和“深海勇士号”两型潜水器载人舱球壳的外压试验,对计算应力和实测应... 各国潜水器规范对潜水器载人舱球壳试验压力的规定各有不同,以球壳的中面膜应力作为计算对象,推算各规范和标准关于膜应力在试验压力下的应力衡准。结合“蛟龙号”和“深海勇士号”两型潜水器载人舱球壳的外压试验,对计算应力和实测应力数据分析对比,提出适合钛合金载人舱球壳的试验压力和应力衡准参考值。 展开更多
关键词 载人舱球壳 试验压力 膜应力 应力衡准
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国外载人深潜技术的创新与发展 被引量:8
20
作者 叶聪 曹俊 刘帅 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第1期1-7,共7页
海洋尤其是深海已然成为人类生存发展的新空间、科技竞争的新高地,也将成为各国战略利益交汇博弈的主战场。载人深潜技术是海洋高技术领域综合实力的体现,支撑并推动了海洋领域军民两方面的重大进步,正在加速形成“一个核心、多点发力... 海洋尤其是深海已然成为人类生存发展的新空间、科技竞争的新高地,也将成为各国战略利益交汇博弈的主战场。载人深潜技术是海洋高技术领域综合实力的体现,支撑并推动了海洋领域军民两方面的重大进步,正在加速形成“一个核心、多点发力”的新发展格局。本文聚焦载人潜水器技术在载人作业、援潜救生、特种作战3个重点应用领域的创新,从发展需求、技术起源、发展路径、应用模式等角度进行了总结和分析。 展开更多
关键词 载人潜水器 载人作业 援潜救生 特种作战
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